• 제목/요약/키워드: Die Swell

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현탁액의 Die Swell 현상에 대한 유변학적 연구 (Rheological Study on the die Swell of a Suspension)

  • 김동표
    • 유변학
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    • 제3권2호
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    • pp.117-123
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    • 1991
  • 현탁액에 대한 기본적인 유변학적 특성을 조사하기 위해 입자의 부피분율에 따른 점도의 변화를 측정하였고 현탁액의 Die Swell 현상에 대해 실험적으로 규명하였다. 뉴톤성 특성을 조사하기 위해 입자의 부피 분율에 따른 점도의 변화를 측정하였고 현탁액의 Die Swell 현상에 대해 실험적으로 규명하였다. 뉴톤성 특성을 갖는 Silicone 오일을 현탁 매질 로 사용하였고 미세한 유리 구슬이 filler로써 사용되었다. 현탁액의 점도는 Couette 점도계 와 모세관 점도계를 사용하였다. 관의 입구와 출구에 대한 보정을 위해서 Bagley의 방법을 이용하였으며 중력으로 인한 Swell의 감소효과를 제거하기 위해서 분사 유체와 유사한 밀 도를 지니며 분사 유체와 섞이지 않는 유체를 담은 부력용기가 사용되었다. Die Swell 현상 은 사진을 찍고 이를 정밀한 확대경을 통해 관찰함으로써 수치적으로 값을 얻었다.

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사출성형 공정에서 비정상 흐름에 의한 Mold Filling 현상 (Analysis of Mold Filling Associated with Unsteady Flow in Injection Molding Process)

  • 류민영;신희철;배유리
    • 폴리머
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    • 제24권4호
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    • pp.545-555
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    • 2000
  • 사출성형에서 수지의 불안정한 흐름에 의해 성형품에 표면결함이 발생되는데 이는 gate의 치수, 운전조건 그리고 고분자 용융물의 유변학적 성질과 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 PC, PBT, 그리고 PC/ABS alloy에 대해 다양한 사출속도에서 성형품의 표면결함의 형성에 대해서 조사하였다. 표면결함의 형성을 조사하기 위해 여러 가지 cavity 모양, 즉 기계적 물성 측정에 쓰이는 인장, 굴곡 그리고 충격시편의 형상을 이용하여 이들의 cavity와 gate의 두께를 다양하게 하여 실험하였다. 본 연구를 통해 사출성형의 충진 과정에서 letting에 의한 표면결함은 die swell과 die swell의 지연에 크게 영향을 받음을 관찰할 수 있었다. 큰 die swell은 jetting을 없애는데 유리하나 die swell의 지연이 커지면 jetting을 촉진시킨다. Cavity와 gate의 두께 비를 작게 하면 수지의 종류에 관계없이 jetting과 표면결함을 줄이거나 없앨 수 있다. 또한 작은 두께비는 사출성형에서 고분자 용융물의 안정된 흐름을 유지시키기 위할 작업 조건들의 선택의 폭을 넓게 하여 준다.

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고무복합체의 모세관 압출에서 비선형 점탄성 모델의 적용 (Application to Non-linear Viscoelastic Model on Capillary Extrusion of Rubber Compounds)

  • 최성현;류민영;김학주;박동명;전재후
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.209-212
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    • 2007
  • Rubber compounds have high viscoelastic property. One of the viscoelastic behaviors during profile extrusion is the swelling of extrudate. In this study, die swell of rubber compounds at the capillary die have been investigated through an experiment and computer simulation. They have been performed using fluidity tester in experiment and commercial CFD code, Polyflow in computer simulation. Die swell of rubber compounds for relaxation time at several modes under same conditions with the experiment were predicted using non-linear differential viscoelastic model, Phan-Thien-Tanner (PTT) model. The simulation was analyzed compared with the experiment. Viscoelastic behaviors for pressure, velocity and shear rate distribution were analyzed at the capillary die. It is concluded that the PTT model successfully represented the amount of the optimal die swell of rubber compounds for relaxation time at different modes.

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부분적으로 가황된 EPDM 배합의 유변학적 특성 (Rheological Properties of a Partially Vulcanized Filled EPDM)

  • 김상구;이석현
    • Elastomers and Composites
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    • 제22권3호
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    • pp.213-218
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    • 1987
  • 고무중에서 polymer melt와 가장 유사한 유변학적 거동을 보이는 EPDM을 택하여, 가황반응속도를 조사하였으며, 이에 따라 부분적으로 가교도를 달리한 시편의 유변학적 특성을 capillary rheometer를 사용하여 검토하였다. 가교도가 0, 1.5, 3, 6%로 증가함에 따라 die 입구 및 출구에서의 압력 손실은 커지고, melt fracture가 일어나는 전단속도는 낮아지며 특히 die swell은 거의 직선적으로 증가하였다. 본 연구를 통하여 die swell, melt fracture, end effects등의 근원이 고분자 사슬의 탄성변형에 있음을 확인하였으며, 또한 압출, 압연등에서 흔히 관측되는 die swell의 요동이 가공중 발생할 수 있는 가황반응에 기인할 수도 있음을 보여준 것이다.

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모세관 다이에서 고무 복합체의 점탄성 거동에 대한 컴퓨터 모사 (Computer Simulation of Viscoelastic Flow in a Capillary Die for Rubber Compounds)

  • 박동명;김학주;윤재룡;류민영
    • Elastomers and Composites
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    • 제41권4호
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    • pp.223-230
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    • 2006
  • 고무복합체는 높은 점탄성 성질을 보이는데 압출성형 시 이 점탄성 성질 때문에 압출물이 팽창하게 된다. 그리고 팽윤양은 공정 조건에 따라서 변한다. 점탄성 성질에서 탄성 부분은 압출물의 팽창에 있어서 중요한 역할을 한다. 본 논문은 모세관 다이에서 여러 가지 고무복합체에 따른 다이팽윤을 알아보기 위해 상용 CFD 프로그램인 Polyflow를 사용하여 해석을 수행하였다. 컴퓨터 모사에서는 비선형 미분 점탄성 모델인 Phan-Thien-Tanner(PTT) 모델을 사용하였고 온도를 고러하여 해석하였다. 해석을 통해서 레저버와 모세관 다이에서 압출물의 압력, 속도, 그리고 온도 분포 등을 예측하였다. 여러 가지 고무 복합체의 다이 팽윤양을 알아보기 위해서 유량과 모세관 다이의 지름을 변경하면서 연구하였다. 본 연구를 통해서 PPT 모델은 고무 복합체에 대한 점탄성 거동을 잘 표현하고 있음을 확인할 수 있었다.

사출성형 공정에서 젯팅 현상에 관한 고찰 (A Study on the Jetting Phenomena in Injection Molding Process)

  • 류민영
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2002년도 금형가공 심포지엄
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    • pp.125-131
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    • 2002
  • Surface defects in injection molded parts are due to the unsteady flow of polymer melt which are related to the geometries of cavity and gate, the operational conditions of injection and the rheological properties of polymer. In this study we have examined jetting phenomena in injection molding process for three kinds of PCs which have different molecular weight and structure, PBT and PC/ABS alloy with several injection speeds. We have used various cavity shapes that are tensile, flexural and impact test specimens with various gate and cavity thicknesses. Through this study we have observed that the formation of surface defect associated with jetting during filling stage in injection molding is strongly related to die swell. This means that the jetting is strongly affected by the elastic property rather than the viscous property in viscoelastic characteristics of molten polymer. Large die swell would eliminate jetting however, the retardation of die swell would stimulate jetting. In the point of mold design, reducing the thickness ratio of cavity to gate can reduce or eliminate jetting and associated surface defects regardless of magnitude of elastic property. It also enlarges process window that can produce steady flow of polymer melt in injection molding.

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고무복합체의 모세관 압출에서 비선형 점탄성 모델의 적용 (An Application of Non-linear Viscoelastic Model to Capillary Extrusion of Rubber Compounds)

  • 최성현;류민영
    • 소성∙가공
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    • 제16권4호
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    • pp.260-265
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    • 2007
  • Rubber compounds have high viscoelastic property. One of the viscoelastic behaviors during profile extrusion is the swelling of extrudate. In this study, die swells of rubber compounds at the capillary die have been investigated through experiment and computer simulation. Experiments and simulations have been performed using fluidity tester and commercial CFD code, Polyflow respectively. Die swells of rubber compounds in a capillary die were predicted using non-linear differential viscoelastic model, Phan-Thien-Tanner(PTT) model for various relaxation times and relaxation modes. The results of simulation were compared with the experiments. Pressure and velocity distribution, and circulation flows at the comer of capillary die have been investigated through computer simulation. It is concluded that the PTT model successfully represented the amount of the die swell of rubber compounds for various relaxation times at different modes.

사출성형에서 사출속도, 수지의 종류 및 금형 형상에 따른 젯팅 현상에 관한 고찰 (Investigation of the Jetting Phenomena in Injection Molding for Various Injection Speeds, Resins and Mold Shapes)

  • 류민영;최종근;배유리
    • 소성∙가공
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    • 제12권1호
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    • pp.3-10
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    • 2003
  • The formation of surface defects associated with Jotting in injection molding is related to the geometries of cavity and fate, operational conditions and the rheological properties of polymer. In this study we have examined jetting phenomena in injection molding process for the throe kinds of PCs which have different molecular weights and structures, PBT and PC/ABS alloy with several injection speeds. We have used various cavity shapes those are tensile, flexural and impact test specimens with various gates and cavity thicknesses. Through this study we have observed that the jetting is related to the dic swell of material. This means that the jotting is strongly affected by the elastic flow property rather than the viscous flow property in viscoelastic characteristics of molten polymer. Different resins have different elastic properties, and elastic flow behavior depends on the shear rate of flow, i.e. injection speed. Large die swell would eliminate jetting however, the retardation of die swell would stimulate jetting. In the point of mole design, reducing the thickness ratio of cavity to gate can reduce or eliminate jetting regardless of amount of elasticity of polymer melt.

벌칙방법에 의한 마찰 접촉문제의 강소성 유한요소 모델링 (Rigid-Plastic FE Modeling of Frictional Contact Problems based on a Penalty Method)

  • 장동환;황병복
    • 소성∙가공
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    • 제12권1호
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    • pp.34-42
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    • 2003
  • This paper presents a rigid-plastic finite element method to handle the frictional contact problem between two deformable bodies experiencing large deformation. The variational formulation combined with incremental quasi-static model is employed for treating the contact boundary condition. The frictional behavior of the model obeys Coulomb's law of friction. The proposed contact algorithms are classified into two categories, one for searching contacting nodes and the other for calculating contact forces at the contact surface. A slave node and master contact segment are defined using the geometric condition of finite elements on the contact interface. The penalty parameter is used to limit the penetration between contacting bodies, and the finite elements are coupled with contact boundary elements.us gates and cavity thicknesses. Through this study we have observed that the jetting is related to the die swell of material. This means that the jotting is strongly affected by the elastic flow property rather than the viscous flow property in viscoelastic characteristics of molten polymer. Different resins have different elastic properties, and elastic flow behavior depends on the shear rate of flow, i.e. injection speed. Large die swell would eliminate jetting however, the retardation of die swell would stimulate jetting. In the point of mole design, reducing the thickness ratio of cavity to gate can reduce or eliminate jetting regardless of amount of elasticity of polymer melt.

One-dimensional modeling of flat sheet casting or rectangular Fiber spinning process and the effect of normal stresses

  • Kwon, Youngdon
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제11권3호
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    • pp.225-232
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    • 1999
  • This study presents 1-dimensional simple model for sheet casting or rectangular fiber spinning process. In order to achieve this goal, we introduce the concept of force flux balance at the die exit, which assigns for the extensional flow outside the die the initial condition containing the information of shear flow history inside the die. With the Leonov constitutive equation that predicts non-vanishing second normal stress difference in shear flow, we are able to describe the anisotropic swelling behavior of the extrudate at least qualitatively. In other words, the negative value of the second normal stress difference causes thickness swelling much higher than width of extrudate. This result implies the importance of choosing the rheological model in the analysis of polymer processing operations, since the constitutive equation with the vanishing second normal stress difference is shown to exhibit the characteristic of isotropic swelling, that is, the thickness swell ratio always equal to the ratio in width direction.

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